一种新型水凝胶及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型水凝胶及其制备方法，涉及凝胶技术领域，该新型水凝胶由一种合成肽制备得到，该合成肽的序列为：谷氨酰胺‑缬氨酸‑谷氨酸‑缬氨酸‑赖氨酸‑缬氨酸‑谷氨酸‑缬氨酸‑赖氨酸，其具有易合成，属于完全氨基酸序列，其端基不含有Nap‑(萘)、Fmoc‑(芴甲氧羰酰基)、Cbz‑(苄氧羰酰基)、脂肪链等基团，能够有效避免或减少容易引起的特异性免疫，无细胞毒性，且该合成肽具有高凝胶性，通过pH诱导可以快速形成水凝胶。

A New Hydrogel and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种新型水凝胶及其制备方法
本专利技术涉及凝胶
，具体而言，涉及一种新型水凝胶及其制备方法。
技术介绍
多肽水凝胶在组织工程、药物递送、生物传感等生命科学领域中具有显著的潜力。合成多肽作为一种新型材料，具有易编程的特点。目前一些研究工作通过调控合成多肽的氨基酸序列，控制多肽自组装过程，形成具有限定厚度的纤维，以形成具有可调机械性质的水凝胶。合成多肽可以被设计成响应外界刺激，如盐离子、光照、温度或酶等，形成的水凝胶可用于凝血、药物分子释放等。此外，通过控制特定序列的多肽在人体内的降解特点，使得基于合成多肽的水凝胶成为用作局部药物递送载体的理想候选者。目前的研究中，用于合成肽水凝胶的多肽序列较长，大于10个氨基酸，合成复杂难度较高；很多合成短肽分子容易引起机体的特异性免疫，甚至具有细胞毒性。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种合成肽，其具有易合成，属于完全氨基酸序列，端基不含有Nap-(萘)、Fmoc-(芴甲氧羰酰基)、Cbz-(苄氧羰酰基)、脂肪链等基团，能够有效避免或减少容易引起的特异性免疫，无细胞毒性，且该合成肽具有高凝胶性，通过pH诱导可以快速形成水凝胶。本专利技术的第二目的在于提供一种合成水凝胶的材料，该材料能够快速有效合成具有良好细胞相容性的水凝胶，且合成的水凝胶无明显的细胞毒性。本专利技术的第三目的在于提供一种合成水凝胶的制备方法，该制备方法能够有效合成无细胞毒性的水凝胶。本专利技术的第四目的在于提供一种新型水凝胶，其无细胞毒性，且具有良好的细胞相容性。本专利技术的第五目的在于提供一种上述合成肽、材料或水凝胶在食品加工领域中的应用。本专利技术是这样实现的：一种合成肽，该合成肽的序列为：谷氨酰胺-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸。具体地，该合成肽的在pH7环境的化学结构如附图1所示。在本专利技术实施例中，该合成肽属于完全氨基酸序列，即该合成肽的端基(N端和C端)均不含有Nap-(萘)、Fmoc-(芴甲氧羰酰基)、Cbz-(苄氧羰酰基)、脂肪链等基团，具有上述端基的合成肽分子容易引起机体的特异性免疫，一些多肽被证实是具有细胞毒性的。而本专利技术实施例提供的合成肽无细胞毒性或无明显的细胞毒性，且合成肽的序列短，易合成，具有较好的细胞相容性的要求，并能够在偏酸性或中性条件下形成凝胶。本专利技术实施例还提供了一种合成水凝胶的材料，其包括有上述合成肽。优选地，合成水凝胶的材料还可以包括有水、调节pH值的溶液，如NaOH溶液等。本专利技术实施例还提供了一种新型水凝胶的制备方法，其包括有水凝胶配制步骤以及水凝胶形成步骤。具体如下：水凝胶配制步骤：采用上述合成肽或上述材料制备成凝胶水溶液。具体地，合成肽的序列为：谷氨酰胺-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸，具体效果同上。将合成肽与水搅拌，使肽充分溶解，将合成肽配制为浓度为3mg/mL、4mg/mL、5mg/mL、6mg/mL、7mg/mL、8mg/mL、9mg/mL、10mg/mL、11mg/mL、12mg/mL、13mg/mL、14mg/mL、15mg/mL、16mg/mL、17mg/mL、18mg/mL、19mg/mL或20mg/mL的水溶液。具体地，水溶液的配制浓度可以在3～20mg/mL的范围内选择，优选的，该水溶液的配制溶液范围为5～20mg/mL。进一步地，将上述水溶液的pH值调至3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8或5.0，水溶液的pH值调度范围为3.6～5之间，优选地，水溶液的pH值调度范围为3.8～4.5之间。在该pH值的范围内，合成肽水溶液能够更好的形成水凝胶。水凝胶形成步骤：将水凝胶配制步骤得到的水溶液室温静置，以形成凝胶。具体地，室温是指15～25摄氏度。由上述方法制得的水凝胶具有良好细胞相容性，且无细胞毒性或不具有明显的细胞毒性。本专利技术实施例还提供一种新型水凝胶，其由上述制备方法制得，且该新型水凝胶具有无细胞毒性的特点。本专利技术实施例还提供如上述合成肽、如上述材料或如上述水凝胶在食品加工领域中的应用，如作为营养物质或包埋载体在消化道定向释放。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术实施例提供了一种合成肽，其具有易合成，属于完全氨基酸序列，端基不含有Nap-(萘)、Fmoc-(芴甲氧羰酰基)、Cbz-(苄氧羰酰基)、脂肪链等基团，能够有效避免或减少容易引起的特异性免疫，无细胞毒性，且该合成肽具有高凝胶性，通过pH诱导可以快速形成水凝胶。此外，本专利技术实施例提供了一种新型水凝胶、其合成材料、其制备方法及其应用，该材料能够快速有效合成具有良好细胞相容性的水凝胶，且合成的水凝胶无明显的细胞毒性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施方式中合成肽在pH7.0环境下的化学结构示意图；图2为实施例7中的合成肽在1550-1800cm-1波段的红外谱图；图3为本专利技术对比例1提供的Caco-2细胞在合成肽水溶液以及乳清蛋白环境培养24h后的存活率结果图；图4为本专利技术对比例2中合成肽水溶液在不同pH环境下的不同状态；图5为本专利技术对比例3中浓度为10mg/mL合成肽水溶液在pH4.0条件下形成凝胶的实物图(图5A)和流变图(图5B)；图6为本专利技术对比例3中，在pH4.0条件下，合成肽水溶液浓度为(A)20mg/mL(B)10mg/mL(C)5mg/mL形成凝胶的流变图，(D)为在应力1％，0.1rad/s时不同浓度短肽凝胶的储能模量G’对比图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。实施例1一种新型水凝胶的制备方法，其包括有水凝胶配制步骤以及水凝胶形成步骤，具体如下：水凝胶配制步骤：采用合成肽制备成凝胶水溶液。具体地，合成肽的序列为：谷氨酰胺-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸，合成肽的序列缩写为：QVEVKVEVK。合成肽的制备采用通用的制备技术，多肽合成仪进行合成。将合成肽与纯水搅拌，使合成肽充分溶解。具体地，将合成肽配制为浓度为10mg/mL的水溶液。进一步地，将上述水溶液的pH值调至4。水凝胶形成步骤：将水凝胶配制步骤得到的水溶液室温静置，以形成凝胶。实施例2一种新型水凝胶的制备方法，其包括有水凝胶配制步骤以及水凝胶形成步骤，其与实施例1提供的制备方法大致相同，区别在于参数的不同，区别如下：水凝胶配制步骤：合成肽的序列为：谷氨酰胺-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸。将合成肽与纯水搅拌，使合成肽充分溶解。具体地，将合成肽配制为浓度为5mg/mL的水溶液。进一步地，将上述水溶液的pH值调至4。水凝胶形成步骤：将水凝胶配制步骤得到的水溶液室温静置，以形成凝胶。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成肽，其特征在于，所述合成肽的序列为：谷氨酰胺‑缬氨酸‑谷氨酸‑缬氨酸‑赖氨酸‑缬氨酸‑谷氨酸‑缬氨酸‑赖氨酸。

【技术特征摘要】
1.一种合成肽，其特征在于，所述合成肽的序列为：谷氨酰胺-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸-缬氨酸-谷氨酸-缬氨酸-赖氨酸。2.一种合成水凝胶的材料，其特征在于，其包括权利要求1所述的合成肽。3.一种新型水凝胶的制备方法，其特征在于，其包括有水凝胶配制步骤；所述水凝胶配制步骤包括采用权利要求1所述的合成肽或如权利要求2所述的合成水凝胶的材料配制成凝胶水溶液。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶配制步骤包括：将所述合成肽配制成3～20mg/mL的水溶液。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水凝胶配制步骤包括将所述水溶液的pH值调至3....

【专利技术属性】
技术研发人员：胡昊，王忠琨，胡坦，刘凤霞，吕文慧，彭帮柱，徐晓云，潘思轶，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42